【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及以工业或半工业规模用于降解含聚酯材料(如塑料产品)的方法，其中所述塑料产品选自包含聚酯的塑料和/或纺织品，所述聚酯至少包含对苯二甲酸单体。本专利技术的方法特别包括在ph3-6的酸性条件下进行酶促解聚的步骤。本专利技术的方法特别适用于降解包含聚对苯二甲酸乙二醇酯的塑料产品。本专利技术还涉及用于由包含聚酯的塑料产品生产单体和/或低聚物的方法，所述聚酯包含至少一种对苯二甲酸单体。
技术介绍
1、塑料是廉价且耐用的材料，其可用于制造在广泛的应用(食品包装，纺织品等)中找到用途的各种产品。因此，塑料的生产在过去的几十年中急剧增加。此外，它们中的大多数用于单次使用的一次性应用，例如包装、农用膜、一次性消费品，或用于在制造的一年内就丢弃的短寿命产品。由于所涉及的聚合物的耐久性，大量的塑料堆积在填埋场和世界范围内的自然生态环境中，产生越来越多的环境问题。例如，近年来，聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)(一种由对苯二甲酸和乙二醇生产的芳香族聚酯)已经广泛用于制造供人类消费的若干产品，如食品和饮料包装(例如：瓶子、尺寸方便的软饮、食品类的小袋)或纺织品、织物、地垫、地毯等。
2、已经研究了从塑料降解到塑料回收的不同解决方案，以减少与塑料废物累积相关的环境和经济影响。机械回收技术仍然是最常用的技术，但它面临几个缺点。实际上，它需要大量和昂贵的分类，并且由于在过程中分子量的总体损失和回收产品中添加剂的不受控存在而导致降级应用。目前的回收技术也是昂贵的。因此，与原生塑料相比，回收的塑料产品通常是非竞争性的。
3、最近，已
4、通过解决这个问题，本专利技术人已经开发了这样的塑料产品的优化的酶降解方法，这种方法需要添加少量碱或不需要添加碱(并且导致少量盐形成或不导致盐形成)，同时从经济和工业的观点来看保持令人满意的解聚产率。
技术实现思路
0、专利技术概述
1、通过对用于降解含聚酯材料(如塑料产品)的方法进行改进，本专利技术人已经发现可以在酸性条件下实施解聚步骤。
2、因此，本专利技术人的贡献是已经确定了特定条件，其能够实现在工业规模上可接受的碱消耗和解聚产率之间的良好平衡。
3、对此，本专利技术的一个目的是提供用于降解含聚酯材料(如塑料产品)的方法，所述含聚酯材料包含至少一种聚酯，所述聚酯至少包含对苯二甲酸单体(ta)，其中所述方法包括所述所述至少一种聚酯的解聚步骤，所述步骤在ph 3-6下通过使所述含聚酯材料(例如塑料产品)与至少一种能够降解所述聚酯的酶接触进行。
4、本专利技术的另一个目的是提供用于降解包含至少一种聚酯的含聚酯材料(例如塑料产品)的方法，所述含聚酯材料包含至少一种聚酯，所述聚酯至少包含对苯二甲酸单体(ta)，其中所述方法包括通过在反应介质中加入碱调节为为5-5.5，优选为5.2+/-0.05的ph下进行的酶促解聚步骤。
5、本专利技术的另一个目的是提供用于降解含聚酯材料(如塑料产品)的方法，所述含聚酯材料包含至少一种聚酯，所述聚酯至少包含对苯二甲酸单体(ta)，其中所述酶促解聚步骤不被调节且在ph 3-4下实施。
6、专利技术详述
7、定义
8、在本专利技术的上下文中，“含聚酯材料”或“含聚酯产品”是指包含至少一种结晶、半结晶或完全无定形形式的聚酯的产品，例如塑料产品。在一个具体实施方案中，含聚酯材料是指由至少一种塑料材料制成的任何物品，例如塑料片、管、棒、型材、形状、膜、大块、纤维等，其含有至少一种聚酯和可能的其它物质或添加剂，例如增塑剂、矿物或有机填料。在另一个具体实施方案中，含聚酯材料是指熔融或固态的塑料化合物或塑料制剂，其适合于制备塑料产品。在另一个具体实施方案中，含聚酯材料是指包含至少一种聚酯的纺织品、织物或纤维。在另一个具体实施方案中，含聚酯材料是指包含至少一种聚酯的塑料废物或纤维废物。特别地，含聚酯材料是塑料产品。
9、在本专利技术的上下文中，术语“塑料制品”或“塑料产品”用于指包含至少一种聚合物的任何物品或产品，例如塑料片、管、棒、型材、形状、膜、大块、纤维等。优选地，塑料制品是制造的产品，例如刚性或柔性包装(瓶、盘、杯等)、农用膜、袋和大袋、一次性物品等、地毯废物、织物、纺织品等。塑料制品可包含另外的物质或添加剂，例如增塑剂、矿物、有机填料或染料。在本专利技术的上下文中，塑料制品可以包含半结晶和/或无定形聚合物和/或添加剂的混合物。
10、“聚合物”是指其结构由通过共价化学键连接的多个重复单元(即“单体”)构成的化学化合物或化合物的混合物。在本专利技术的上下文中，术语“聚合物”是指在塑料产品的组合物中使用的这种化合物。
11、术语“聚酯”是指在其主链中含有酯官能团的聚合物。酯官能团的特征在于与三个其它原子结合的碳：碳的单键，氧的双键和氧的单键。单键氧与另一个碳结合。根据它们的主链的组成，聚酯类可以是脂肪族的，芳香族的或半芳香族的。聚酯可以是均聚物或共聚物。作为示例，聚对苯二甲酸乙二醇酯是由两种单体组成的半芳族共聚物：对苯二甲酸和乙二醇。
12、与聚合物或含有聚合物的塑料制品相关的术语“解聚”是指通过其将所述塑料制品的聚合物或至少一种聚合物解聚和/或降解成较小分子(如单体和/或低聚物和/或任何降解产物)的方法。
13、根据本专利技术，“低聚物”是指含有2-约20个单体单元的分子。作为示例，从pet回收的低聚物包括2-羟乙基甲基对苯二甲酸酯(mhet)和/或双(2-羟基乙基)对苯二甲酸酯(bhet)和/或1-(2-羟乙基)对苯二甲酸酯和/或4-甲基对苯二甲酸酯(hemt)和/或对苯二甲酸二甲酯(dmt)。
14、术语“反应介质”是指在解聚步骤期间存在于反应器中的所有元素和化合物(包括液体、酶、聚酯、由所述聚酯的解聚产生的单体和低聚物)，也称为反应器内容物。
15、根据本专利技术，“反应介质的液相”是指不含任何固体和/或悬浮颗粒的反应介质。所述液相包括液体和溶解在其中的所有化合物(包括酶、单体、盐等)。可以使用本领域技术人员已知的手段，例如过滤、倾析、离心等将该液相从反应介本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.用于降解包含至少一种聚酯的塑料产品的方法，所述聚酯至少包含对苯二甲酸单体(TA)，其中所述方法包括所述至少一种聚酯的解聚步骤，所述步骤在pH 3-6下通过使所述塑料产品在反应介质中与能够降解所述至少一种聚酯的酶接触进行，所述酶为诸如解聚酶。
2.根据权利要求1的方法，其中所述解聚酶是酯酶，优选脂肪酶或角质酶。
3.根据权利要求1或2的方法，其中通过在反应介质中加入碱将所述解聚步骤的pH调节为4.00-5.50，优选4.50-5.50，更优选5.00-5.50，甚至更优选5.2+/-0.05。
4.根据权利要求3的方法，其中所述碱选自下组：氢氧化钠(NaOH)，氢氧化钾(KOH)或氨(NH4OH)。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述解聚步骤的pH不被调节并且为3-5。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述方法在50℃-72℃、65℃-72℃、60℃-65℃、50℃-65℃或50℃-60℃的温度下实施。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述解聚步骤通过使所述塑料产品与至少一种
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中在所述解聚步骤之前引入所述反应介质中的聚酯的浓度基于所述反应介质的总重量为高于150g/kg，优选高于200g/kg，更优选高于300g/kg。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述聚酯选自PET、PTT、PBT、PEIT、PBAT、PCT、PETG、PBST、PBSTIL，更优选PET。
10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述聚酯选自PET，并且其中所述解聚步骤通过使所述塑料产品与至少两种酶，优选至少一种PETase和至少一种MHETase接触来实施。
11.根据权利要求10的方法，其中所述塑料产品同时与PETase和MHETase接触。
12.根据权利要求11的方法，其中所述PETase和所述MHETase包含在多酶系统，特别是双酶系统中。
13.根据权利要求10所述的方法，其中所述塑料产品首先与所述PETase接触，并且在所述PETase之后将所述MHETase引入所述反应介质中。
14.根据权利要求10-13中任一项所述的方法，其中将额外量的MHETase一次或多次加入反应介质中。
15.根据权利要求10-14中任一项所述的方法，其中所述MHETase选自下组：脂肪酶、角质酶、属于EC：3.1.1.102类的酶、与在SEQ ID N°2中示出的全长氨基酸序列具有至少75％、80％、85％、90％、95％、96％、97％、98％或99％同一性的酶以及分离自或衍生自大阪堺菌的MHETase或其任何功能变体。
16.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述解聚步骤在调节为5.2+/-0.05的pH下，和维持在55℃，+/-1℃的温度下进行。
17.根据前述权利要求中任一项的方法，其中所述聚酯在解聚步骤之前进行无定形化和/或发泡步骤。
18.根据前述权利要求中任一项的方法，其中所述方法还包括回收和任选地纯化由所述聚酯的解聚产生的低聚物和/或单体的步骤，其中所述纯化优选使用溶剂如水、DMF、NMP、DMSO、DMAC进行。
19.由含有至少一种聚酯的塑料制品生产TA的方法，所述聚酯具有至少一种TA单体，所述方法包括使所述塑料制品在pH 3-6下进行酶促解聚步骤并回收和任选地纯化所述单体和/或低聚物。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.用于降解包含至少一种聚酯的塑料产品的方法，所述聚酯至少包含对苯二甲酸单体(ta)，其中所述方法包括所述至少一种聚酯的解聚步骤，所述步骤在ph 3-6下通过使所述塑料产品在反应介质中与能够降解所述至少一种聚酯的酶接触进行，所述酶为诸如解聚酶。
2.根据权利要求1的方法，其中所述解聚酶是酯酶，优选脂肪酶或角质酶。
3.根据权利要求1或2的方法，其中通过在反应介质中加入碱将所述解聚步骤的ph调节为4.00-5.50，优选4.50-5.50，更优选5.00-5.50，甚至更优选5.2+/-0.05。
4.根据权利要求3的方法，其中所述碱选自下组：氢氧化钠(naoh)，氢氧化钾(koh)或氨(nh4oh)。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述解聚步骤的ph不被调节并且为3-5。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述方法在50℃-72℃、65℃-72℃、60℃-65℃、50℃-65℃或50℃-60℃的温度下实施。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述解聚步骤通过使所述塑料产品与至少一种在ph 3-6下表现出聚酯降解活性的酶接触来实施。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中在所述解聚步骤之前引入所述反应介质中的聚酯的浓度基于所述反应介质的总重量为高于150g/kg，优选高于200g/kg，更优选高于300g/kg。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述聚酯选自pet、ptt、pbt、peit、pbat、pct、petg、pbst、pbstil，更优选pet。
10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述聚酯选自pet，并且其中所述解聚步骤通过使所述塑料产品与至少两种酶...
【专利技术属性】
技术研发人员：A·马蒂，V·博森伯格，V·图尼尔，
申请(专利权)人：卡比奥斯公司，
类型：发明
国别省市：
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